关于逆向工程与快速成型论文

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1、关于逆向工程课题的预习工作1.何为逆向工程。逆向工程（又称反向工程），是一种技术过程，即对一项目标产品进行逆向分析及研究，从而演绎并得出该产品的处理流程、组织结构、功能性能规格等设计要素，以制作出功能相近，但又不完全一样的产品。逆向工程源于商业及军事领域中的硬件分析。其主要目的是，在不能轻易获得必要的生产信息下，直接从成品的分析，推导出产品的设计原理。如下图1.1，1.2所示。逆向工程简单来说就是用逆向思维进行反推的过程。1.1正向设计流程图11实体模型点云数据CAD建模N快速原型评估Y制造1.2逆向工程设计流程图2.通过逆向工程能做什么1）.目前逆向工程在制造领域应用广泛。简单说，主要

2、有以下方面：⑴.汽车与飞机的外型设计。⑵.模具设计及制造。⑶.仿形设计。⑷.医学领域。⑸.快速原型制造。⑹.文物工艺品复制。⑺.电视电影的3D造型。2）.逆向工程与传统的设计方式有众多优点：⑴.降低成本。⑵.缩短设计周期。⑶.学习及消化先进设计经验、技术。⑷.提高生产效率。⑸.提高设计水准。3）.逆向工程存在问题：⑴.测量方法中的实际问题。⑵.数据处理问题。⑶.曲面重构问题。⑷.逆向工程无法超越原有的零件，简单的模仿无法了解到产品最初的设计思想。113）.联系实际与本专业相关模具联系起来，有以下优点：⑴.降低模具制造成本。⑵.提高模具生产效率。⑶.减少修模量。⑷.提高模具行业整体技术含量

3、。5）.我对逆向工程的评价：逆向工程发展飞快，前景很好。但是我从种种资料字里行间发现，国内逆向工程所做的CAD模型还仅限于几何外形的重构，只能说高效但谈不上精确。相对落后的国家为了在短期内追上较发达国家，提高自身的竞争力，逆向工程的应用就是必然的，它可以大幅度缩短研发周期，节省大量实验费用。但结合中国国情，逆向工程在中国可以难听点叫山寨，故逆向工程可能会被误认为是对知识产权的严重侵害。3.逆向工程关键部分的简单介绍1).数据测量仪器及其测量方法。如图1.3所示1.3测量方法结构图我曾去实验室一次，据我观察，实验室内有一台非接触式和接触式测量设备。非接触式测量设备应该是结构光三维扫描仪，接

4、触式测量设备应该是三坐标测量机。如图1.4和1.5所示，两种方法具体比较。111.4、1.5接触式与非接触式测量方法对比长话短说，激光扫描仪简单好用快速但精度低，受被测样件的颜色、材质和反射特性影响大。三坐标测量机精度高但速度慢，对于形状复杂的工件数据处理麻烦。2）得到的点云数据还要经过模型重建软件才能得到所需的CAD模型。因此模型重构软件的优劣是逆向工程中的重中之重。下面介绍几个常见的专业软件：imageware，geomagicstudio，copyCAD，rapidform等。⑴imageware在逆向工程的方面应用最为广泛，提供了从扫描输入、点云处理、曲面拼接、光顺、形成clas

5、sA曲面、无缝连接CAX系列、直到检测的完整的逆向工程解决方案。它处理数据的流程遵循点—曲线—11曲面原则，简单清晰，便于使用，其流程图见图1.6，imageware可以处理几万至几百万的点云数据。根据这些点云数据构造的ClassA曲面具有良好的品质和曲面连续性。Imageware模型检测功能可以方便、直观地显示所构造的曲面模型与实际测量数据之间的误差以及面度、圆度等几何公差。但这软件必须在UG内才能使用，可惜我电脑装了一个学期都装不成UG（应该是电脑系统设置问题），所以现在电脑里用的是下个介绍的geomagic。111.6imageware工作流程图⑵geomagicstudio11提

6、供了数据测量、数据网格化、曲面构建、网格压缩等功能程序包，在曲面重建时，可以给予网格识别特征并进行特征分会计曲面参数化，是目前对点云处理及三维曲面构建功能最强大的软件。⑶copyCAD是英国DELCAM公司CAD系列产品中的一个，主要处理测量数据的曲面造型。作为系列产品的一部分，copyCAD与系列中的其他软件可以很好地集成。copyCAD提供了特征曲面的识别功能，主要处理测量数据的曲面造型，涵盖了从设计到制作、检测的全过程。⑷rapidform是韩国开发的逆向工程软件，主要用于处理测量、扫面数据的曲面建模以及基于CT数据的医疗凸现建模，还可以完成艺术品的测量建模以及高级图形的声称。它提

7、供有一整套模型分割、曲面生成、曲面检测的工具，用户可以方便的利用以前构造的曲线网络经缩放处理后应用到新的模重构过程中。以上介绍的是目前常见的逆向工程软件，在国内能够见到的商品化的逆向工程软件均是泊来品。国内对逆向工程软件方面的研究也就主要集中在几间高校：清华大学、浙江大学、南京航空航天大学。4.何为快速成型技术（RapidPrototypingManufacturing）快速成型技术借助计算机、激光、精密传动和材料等现代手段,直接将